Author's photo
Matej K.
fyzika

Drevená kocka pláva... (62/6)

Drevená kocka pláva na hladine vody s hustotou 1 000 kg/m3 tak, že nad hladinou vytŕča presne štvrtinou svojho objemu. Aká je hustota dreva, z ktorého je kocka vyrobená??

1 odpoveď
Vzorec pre TIAŽOVÚ silu je Fg=m*g (kde m je hmotnosť a g tiažové zrýchlenie 9,81N/kg). V tomto vzorci si hmotnosť nahradíme vzorcom na jej výpočet pomocou objemu (V) a hustoty (ρ), a tak dostaneme Fg=ρ*V*g.

Vzorec pre VZTLAKOVÚ silu (silu, ktorá pôsobí v kvapalinách a plynoch proti tiažovej sile a tak spôsobuje, že telesá plávajú) je Fvz=Vp*ρk*g (kde Vp je objem ponorenej časti, ρk je hustota kvapaliny a g tiažové zrýchlenie). Keďže vieme, že kocka vytŕča štvrtinou objemu (čiže je ponorená do troch štvrtín), tak si objem ponorenej časti vo vzorci vyjadríme ako tri štvrtiny objemu telesa a dostaneme Fvz=3/4*V*ρk*g.

Keď teleso pláva na hladine, tak vztlaková a tiažová sila sa rovnajú. Zostavíme si teda rovnicu, ktorú vyriešime, a tak dostaneme výslednú vzorec na výpočet hustoty kocky:
Fg=Fvz
ρ*V*g=3/4*V*ρk*g //:(g*V)
ρ=3/4*ρk - výsledný vzorec

ρ=3/4*1000kg/m3=750kg/m3